2. Содержание и календарный план изучения дисциплины

2.1. Введение (2 часа)

Геометрические параметры режущих инструментов. Содержание курса. Курс «Резание материалов» как база для разработки технологии машиностроения, расчета и конструирования станков и режущих инструментов. Роль обработки резанием в машиностроительном производстве. Перспективы развития обработки резанием. Исторический обзор развития о резании ма­териалов. Достижения науки и техники в области обработки металлов резанием.

Геометрия режущих инструментов как совокупность конструктивных элементов и гео­метрических параметров. Рациональная геометрия. Резцы, их квалификация, конструктивные элементы. Поверхности: обрабатываемая и обработанная поверхность резания. Геометриче­ские параметры режущей части токарных резцов.

2.2. Инструментальные материалы (2 часа)

Требования, предъявляемые к инструментальным материалам. Характеристика инструментальных материалов, применяемых для изготовления режущей части инструментов. Углеродистые и легированные инструментальные стали. Быстрорежущие стали. Твердые сплавы. Минералокерамика. Алмазы и кубический нитрид бора.

2.3. Процесс резания и снимаемый слой (2 часа)

Схемы процесса резания при точении. Главное и вспомогательное движение. Параметры резания: скорость, подача, глубина резания. Свободное и несвободное резание. Виды подач. Толщина и ширина срезаемого слоя, их связь с подачей и глубиной резания. Форма срезаемого слоя в зависимости от формы режущих лезвий.

Нормальное, действительное и остаточное сечения срезаемого слоя. Зависимость остаточного сечения от подачи, углов в плане и радиуса при вершине резца. Влияние остаточного сечения на шероховатость обрабатываемой поверхности.

2.4. Процесс образования стружки (4 часа)

Развернутые определения процесса резания. Сила как причина деформации металла при резании. Плоскость скалывания и угол скалывания. Механизм образования и классификация стружки. Некоторые сведения о пластической деформации металла. Зона распространения пластической деформации при резании. Аналитическое определение угла сдвига. Продольная и поперечная усадка стружки. Коэффициент усадки, его зависимость от параметров процесса резания.

Наростообразование. Причины его возникновения. Положительное и отрицательное значение нароста. Зависимость нароста от режимов резания, геометрии инструмента, смазывающе-охлаж-дающей среды.

Физическая сущность явления наклепа. Влияние режимов резания и условий обработки на наклеп обработанной поверхности.

2.5. Технологические и физические составляющие

силы резания (4 часа)

Силы, действующие при резании металлов. Схема технологических сил при точении. Работа и мощность резания. Зависимость сил от режимов, геометрии инструмента и условий обработки.

Схемы электрического и гидравлического динамометров. Эмпирические уравнения, выражающие связь сил резания и режимов обработки.

Вибрации при резании. Вынужденные колебания и автоколебания. Меры борьбы с вибрациями.

2.6. Износ и стойкость режущего инструмента (4 часа)

Температурное поле в зоне резания. Тепловой баланс процесса резания. Методы измерения температуры резания. Влияние режимов резания и геометрии инструмента на температуру резания.

Влияние температуры на протекание процесса резания, на износ режущего инструмента. Абразивный, адгезионный и диффузионный износ.

Количественные критерии износа. Методы измерения износа. Период стойкости инструмента.

Влияние режимов резания и геометрии инструмента на стойкость. Оптимальная геометрия. Влияние СОЖ на стойкость инструмента. Способы подвода СОЖ. Выбор состава СОЖ.

Скорость, допускаемая режущими свойствами резца. Зависимость между скоростью и стойкостью. Степенные зависимости для расчета скорости в зависимости от условий обработки. Рациональный режим резания.

Последовательность расчета режимов резания. Машинное время.

2.7. Назначение оптимальных режимов резания

при сверлении, зенкеровании, развертывании и т.д.

(6 часов)

Схемы процесса сверления. Глубина резания, срезаемый слой, толщина и ширина срезаемого слоя. Силы резания и крутящий момент при сверлении. Мощность, затрачиваемая при сверлении. Формулы, устанавливающие зависимость осевой силы и крутящего момента от режимов и условий сверления. Критерий износа и допустимая величина износа сверл. Стойкость сверл. Скорость резания при сверлении. Роль СОЖ при сверлении.

Исходные данные, необходимые для расчета режимов резания при сверлении. Расчет режимов резания, машинное время.

Назначение операции зенкерования и развертывания при этих операциях. Общность и различия операций зенкерования и развертывания по сравнению со сверлением.

2.8. Фрезерование (4 часа)

Назначение фрезерования. Фрезерование цилиндрической фрезой. Толщина срезаемого слоя и сечение среза при работе цилиндрической фрезой. Фрезерование против подачи и в направлении подачи. Виды подач. Скорость резания. Силы резания, мощность, затрачиваемые на резание цилиндрическим фрезерованием.

Работа торцевой фрезы. Различные схемы фрезерования при работе торцевой фрезой.

Износ основных типов фрез. Критерий износа. Скорость резания, допускаемая режущими свойствами фрезы. Стойкость фрез и ее зависимость от условий фрезерования. Исходные данные, необходимые для расчета режимов резания при фрезеровании.

2.9. Шлифование (4 часа)

Обработка материалов абразивным инструментом. Шлифование как метод окончательной обработки. Схемы процесса шлифования: плоского, наружного в центрах, внутреннего и бесцентрового.

Режущие элементы круга, их геометрия. Схема процесса резания при шлифовании. Состав и строение абразивного круга. Зернистость, связка, твердость круга, структура шлифовального круга. Силы, действующие при шлифовании, глубины резания, толщина и длина срезаемого слоя.

Стойкость, износ, критерий износа. Скорость резания при шлифовании. Правка шлифовальных кругов. Применение охлаждающих жидкостей при шлифовании.

2.10. Расчет оптимальных режимов резания

с использованием ЭВМ (2 часа)

Оптимальные режимы резания. Критерий оптимальности. Оптимальная скорость резания, соответствующая минимальному размеру относительного износа. Целевая функция и ее связь с критерием оптимальности. Технические ограничения. Математические модели, используемые для расчета оптимальных режимов резания. Использование планирования эксперимента для построения математических моделей стойкости. Особенности расчета режимов резания для станков с программным управлением.